JP3991983B2 - 車両の駆動制御装置 - Google Patents
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Description
そこで、本願の出願人は、発電機と電動機を用いた4WDシステムの発電不足を解消する技術として、エンジン回転数を高めて発電不足を解消する技術を開発した(特願2002−259160号明細書を参照されたい。)。これは、発電機がエンジンで駆動されエンジン回転数が低いと発電不足となり4WD性能が低下するため、ミッションのギア比をシフトアップさせずに、エンジン回転数を高く維持して発電低下を防止するという技術である。
アクセル開度に基づきドライバ要求加速度を演算する加速度演算手段(回路)と、
前記車両の実加速度を検出(或いは演算)する実加速度検出手段(回路)と、
ドライバ要求加速度に対して実加速度が不足しているか否かを判定する判定手段(回路)と、
前記判定手段で前記実加速度が不足していると判定された場合に、車両搭載電源(バッテリ、キャパシタ、燃料電池など何らかの電源)から前記発電機(自励、他励式の界磁コイルなど)に供給する電圧を昇圧する昇圧手段(回路)と、
を具えることを特徴とする。
また、本発明によれば、例えば、発電機の界磁コイルが他励方式の発電機である場合に、界磁コイルの電源として車両電源(バッテリ)を昇圧して供給する4WDシステムである場合に、昇圧量を可変制御させることも可能である。さらに、昇圧回路は車両搭載の電源のエネルギを使って昇圧するため、常時昇圧していると車両電源を消費してしまい電源寿命の低下、さらにはエネルギーロスとなり燃費の悪化に至るが、判定手段を設けることによって、通常の発進や通常の運転状態では昇圧させず、大きな駆動量を必要とする場合(即ち実加速度が不足している場合)のみ昇圧量を制御可能なため、昇圧オン/オフ制御に比べ、エネルギーの最適消費が可能となり、燃費悪化を最低限にできる。
ドライバ要求加速度に基づきモータ目標トルクを演算し、このトルクに対応する発電量を演算する発電量演算手段(回路)と、
前記昇圧手段は、モータ目標トルクに対応する発電量と、このモータ目標トルクに対応する昇圧無しでの実発電量との差(発電不足分)に応じて昇圧量を決定する、
ことを特徴とする。
さらに詳細には、例えば、昇圧量は、モータ目標トルクを発生させるために必要な発電量を演算した結果(Vt)と、昇圧なしでのフル(最大)発電量(Vlimit)との差(ΔVg)に応じて制御する。
前記昇圧手段は、前記ドライバ要求加速度と前記実加速度との差(加速度不足分)に応じて昇圧量を決定する、
ことを特徴とする。
さらに詳細には、例えば、昇圧量は、ドライバ要求車両加速度(Gt)と、昇圧なしでのフル発電量から得られるモータトルクでの車両加速度(Glimit)との差(ΔGg)に応じて制御する。
図1は、本発明による発電機を具えた車両の駆動制御装置を組み込む4WD車両のシステム構成図である。図に示すように、主駆動輪としての左右前輪1FL、1FRが内燃機関であるエンジン2によって駆動され、従駆動輪としての左右後輪1RL、1RRが電動機である直流モータ3によって駆動される。エンジン2の出力トルクTeは、トルクコンバータを有する自動変速機4及びデイフアレンシヤルギア5を介して左右前輪1FL、1FRに伝達されるDまた、エンジン2の出力トルクTeの一部は、無端ベルト6を介して発電機7に伝達される。この発電機7は、エンジン2の回転速度Neにプーリ比を乗じた回転速度Ngで回転し、4WDコントローラ8によって調整される界磁電流Ifgに応じて、エンジン2に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた電力を発電する。この発電機7が発電した電力は、電線9及びジャンクションボックス10を介して直流モータ3に供給される。直流モータ3の出力軸は、減速機11、クラッチとしての電磁クラッチ12及びデフアレンシヤルギヤ13に連結され、デイファレンシャルギヤ13の左右出力側が夫々駆動軸13L及び13Rを介して左右後輪1RL及び1RRに連結されている。
また、4WDリレー31はそのリレーコイルの一端がバッテリ32にいぐにっションスイッチ34を介して接続されたイグニツションリレー35の出力側に接続され、他端が4WDコントローラ8に接続されている。
そして、発電機7は、4WDコントローラ8によってフィールルドコイル(発電機界磁コイル)FCに対する界磁電流Ifgを調整することで、エンジン2に対する発電負荷トルクTg及び発電する発電電圧VGが制御される。パイボーラトランジスタ33は、4WDコントローラ8からパルス幅変調〈PWM)した発電機制御指令(界磁電流値)Clを入力し、その発電機制御指令Clに応じた値に発電機7の界磁電流Ifgを調整する。
加速度演算手段122はアクセル開度に基づきドライバ要求加速度を演算し、実加速度検出手段124は車両の実加速度を検出(或いは演算)し、発電量演算手段126はドライバ要求加速度に基づきモータ目標トルクを演算し、このトルクに対応する発電量を演算する。判定手段128は、ドライバ要求加速度に対して実加速度が不足しているか否か、或いは発電量が不足しているか否かを判定し、昇圧手段130は、判定手段128で前記実加速度が不足している、或いは発電電量不足していると判定された場合に、車両搭載電源であるバッテリ140から発電機145に供給される電圧を昇圧する。
図に示すように、この実施例では、4WDコントローラ200の発電機界磁電流用の他励のラインに昇圧回路230を組み込んで、4WDコントローラのPWM出力により昇圧回路(DC/DCコンバータ)230内の発振回路(トランジスター)240をPWM(オン/オフ)制御することで昇圧量を可変制御させて昇圧回路内のコンデンサへの蓄電量を制御し、ALTドライバー内の界磁コイルに可変電圧が供給できる構成である。4WDコントローラーのPWMをオフにすると、昇圧回路コンデンサに蓄えられた電圧は界磁コイルで消費された後、車両12V電源が昇圧回路内のコイルを介して界磁コイルに印加され、通常の発電動作となる。
図6は、図1の車両システムの処理の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップS20で、スリップ速度△VFが”0”より大きいか否かを判定する。この判定結果が、△VF≦0であるときには加速スリップを生じていないものと判断してステップS21に移行し、電動モータ3を駆動して4輪駆動状態となっているか否かを表す作動フラグF4WDが“0”にリセットされているか否かを判定し、これが”0”にリセットされているときには余剰トルク変換処理を行うことなく処理を終了して余剰トルク演算部の処理に戻り、作動フラグF4WDが”1”にセットされているときには後述するステップS23に移行する。
ステップS28では、上記モータトルク目標値Tmt及びモータ界磁電流目標値Ifmtをもとに所定の電機子電流目標値算出用マップを参照して電機子電流目標値Iatを算出する。この電機子電流目標値算出用マップは、モータ界磁電流目標値Ifmtをパラメータとして、横軸にモータトルク目標値Tmtをとり、縦軸に電機子電流目標値Iatをとり、モータ出力トルクTmが“0”であるときにはモータ界磁電流目標値Ifmtの値にかかわらず電機子電流目標値Iatが“0”となり、この状態からモータ出力トルクTmが増加するに応じて電機子電流目標値Iatが増加すると共に、モータ界磁電流目標値Ifmtが増加するに応じて電機子電流目標値Iatが減少し、モータ出力トルクTmが大きな値となると、モータ界磁電流目標値Ifmtが小さい方から順次に電機子電流目標値Iatが”0”に設定されるように構成されている。
を演算する。次にステップQ22では、ΔG(即ち、実加速度の不足分である
が0よりも大きいか否か(即ち加速度不足か否か)を判定し、条件を満たす場合は、ステップQ23に進み、そうでない場合は処理を終える。アクセルを踏んでから車輪が動くのに通常でも多少の遅れがあるので、昇圧回路が早期作動して電力の無駄使い(燃費悪化)になることを防止するため、ステップQ23では昇圧開始判定時間Tupを設定し、この判定時間を経過したか否かを判定し、条件を満たす場合はステップQ24に進み、そうでない場合は、ステップQ22に戻る。ステップQ24では、ΔGに応じて所定のマップを用いて昇圧目標値を設定し昇圧を行う。
即ち、本発明によれば、通常の発進時は低いモータ目標トルクでも加速可能なので、Vtは小さくフル発電(Vlimit)以内で、昇圧回路を作動させなくても、ドライバーのアクセル開度に見合った加速が可能である。このとき昇圧は作動させないので、エネルギーロスを抑えることが可能である。車両が深い雪道や、急な勾配の路面を発進するようなシーンでは、大きなモータ目標トルクが指令されVtが大きくなり、昇圧なしでのフル発電量(Vlimit)をオーバして、昇圧なしでは発進不能となる。この時、オーバした分だけ昇圧させれば、必要最低限の発電補助により車両を発進させることが可能となる。発進してドライバー要求通りの加速度が得られれば、昇圧回路を停止させ、昇圧なしの発電機の能力で走行が可能となる。さらに、発電機のサイズを小さくして、車両搭載性を向上させて、日常的に発電不足となる場合でも昇圧量を必要最低限に作動させるので、エネルギーロスは比較的小さく、燃費悪化は小さくてすむ。
さらに、本発明によれば、ΔGgに応じて制御する場合も、ΔVgに応じて制御する場合と同様に発電機のサイズを小さくして、車両搭載性を向上させて、日常的に発電不足となる場合でも昇圧量を必要最低限に作動させるので、エネルギーロスは比較的小さく、燃費悪化は小さくて済むというメリットがある。
1RL,1RR 後輪
2 エンジン
3 直流モータ
4 自動変速機
7 発電機
8 4WDコントローラ
10 ジャンクションボックス
11 減速機
12 電磁クラッチ
23 エンジン回転速度センサ
24FL〜24RR 車輪速センサ
25 シフト位置センサ
FC フィールドコイル
SC ステータコイル
37 電流センサ
39 モータ用回転速度センサ
100 車両
120 駆動制御装置
140 バッテリ
145 発電機
150 モータ
122 加速度演算手段(回路)
124 実加速度検出手段(回路)
126 発電量演算手段(回路)
128 判定手段(回路)
130 昇圧手段(回路)
200 4WDコントローラ
230 昇圧回路
240 発振回路(トランジスター)
Claims (3)
- 発電機を具えた車両の駆動制御装置であって、
ドライバ要求加速度に対して実加速度が不足しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で前記実加速度が不足していると判定された場合に、前記発電機の界磁コイルに供給する電圧を昇圧する昇圧手段と、
を具えることを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1に記載の駆動制御装置において、
前記昇圧手段は、モータ目標トルクに対応する発電量と、昇圧無しでの最大発電量との差に応じて昇圧量を決定する、
ことを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1に記載の駆動制御装置において、
前記昇圧手段は、前記ドライバ要求加速度と前記実加速度との差に応じて昇圧量を決定する、
ことを特徴とする駆動制御装置。
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